資源簡介

第6節　材料的利用與發展
教
材
解
讀
　本節課主要學習材料與人類社會發展、新型材料、材料制造與環境保護。材料的發展經歷了石器、陶器、金屬冶煉、合成材料、新型材料階段。在制造材料的過程中會產生許多污染，為了減少或消除污染，人們需要探尋無污染或低污染的“綠色”新工藝。本節課以硫酸銅的制備為例，來說明污染物的防治、轉化和綜合利用的途徑
教
學
目
標
知識與技能
　1.了解材料的發展和利用的歷史　2.知道常見的新型材料在促進技術進步方面的作用和意義 3.了解材料制造與環境保護的關系
過程與方法
　
　運用比較法學習材料的發展和各種材料的功能
情感、態度
與價值觀
　聯系環境污染和材料發展的實際情況，體會探尋無污染或低污染的“綠色”材料制造新工藝的意義
重點難點
　重點：認識新型材料對促進社會科技進步的意義
難點： 通過學習樹立正確的環境保護觀
　
重難點處理策略　
　重點方面：充分利用學生之前學習的概念并借助具體的圖片和實物等素材促進學生對材料的認識
難點方面：結合具有環境污染和材料制造的實例，體會環境保護的重要意義
探究點一　材料與人類社會發展
[情景展示]
[問題探究] 人類使用材料的發展歷程是怎樣的？
[思考交流] ________________________________________________________________
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[歸納提升] 人類材料的發展歷程：石器→陶器→青銅器→鋼鐵的使用→合成材料的使用→新型材料的使用。
[課堂速記] _________________________________________________________________
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探究點二　新型材料
[情景展示] 新型材料制品
　　　　
[問題探究] 什么是新型材料？新型材料有什么特點？
[思考交流] ______________________________________________________________
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[歸納提升] 新型材料指那些新出現或正在發展中的、具有優異特性和功能并能滿足技術進步所需要的材料。其特點為：具有優異特性和功能，與普通材料的性質差別很大。
[繼續探究] 新型材料有哪些？
[思考交流] _________________________________________________________________
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[歸納提升] 新型材料有光電子信息材料、先進復合材料、超級陶瓷材料、新型金屬材料、新型高分子材料、超導材料、納米材料、碳纖維等。
[課堂速記] ______________________________________________________________
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探究點三　材料制造與環境保護
[情景展示1]
設計制備方法：
(1)銅能與濃硫酸在加熱條件下反應，生成硫酸銅、二氧化硫和水。
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(3)________________________________________________________________________
2．實驗原理(相關的化學方程式)：
(1)________________________________________________________________________
(2)________________________________________________________________________
(3)________________________________________________________________________
[問題探究] 以金屬為主要原料制備相應的鹽有多種途徑，如何選擇最優的途徑(如：原料利用率高，產生的污染少)使工藝綠色化？
[思考交流] _________________________________________________________________
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[歸納提升] 對于某種物質的制取，首先，必須是方案合理可行；其次，必須符合綠色化學的要求，即制造材料過程中把污染降到最低，甚至無污染的狀態，而且原料利用率要高。故將Cu與氧氣加熱反應生成CuO，CuO與稀硫酸反應制取CuSO4的方法符合上述要求，為最佳方案；銅與濃硫酸制取硫酸銅的反應原料利用率低，此過程中有污染空氣的氣體SO2產生，既浪費了原料又造成了環境污染；另一種方法是將銅與氯氣在加熱條件下反應生成氯化銅，然后將氯化銅與氫氧化鈉溶液反應，生成氫氧化銅沉淀和氯化鈉，最后利用氫氧化銅和硫酸反應制取硫酸銅。此方法所選用的原料氯氣有毒，安全性不高，且操作步驟多(復雜)，生產成本高，也不符合綠色工藝的要求。
[課堂速記] _______________________________________________________________
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[情景展示2] 工業三廢：
廢氣　　　　　　　　　廢水　　　　　　　　　廢渣
[情景說明] 化學工業給社會帶來巨大財富和眾多產品的同時，也向周圍環境排放了大量的“三廢”(廢水、廢渣、廢氣)，使自然界的生態平衡遭受破壞。
[問題探究] 為了保護環境，防治污染，最終達到在保持良好環境的條件下發展工業，我國采取了哪些處理和解決“三廢”的措施？
[思考交流] _____________________________________________________________
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[歸納提升] 處理措施：(1)及時處理“三廢”。①廢氣的處理：安裝回收設備，將塵粒和一氧化碳、二氧化氮等有害物質除去。②廢渣處理：制水泥或其他建筑材料，變廢為寶。③廢水處理：建污水處理廠，將廢水中的有害金屬轉化為沉淀并制成金屬材料，廢水符合排放要求后再排放到河流中或循環利用。 (2)提高原料的利用率，增加產品的產量。(3)煤、石油制品進行脫硫處理。(4)推廣“綠色工藝”，從根本上降低生產對環境造成的污染。
[課堂速記] _______________________________________________________________
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